系統(tǒng)的光源為一臺飛秒激光器，輸出的超短脈沖激光經(jīng)分束器分為兩束功能不同的激光：泵浦光能量較高，用于將樣品從基態(tài)激發(fā)至高能激發(fā)態(tài)，促使樣品產(chǎn)生瞬態(tài)物種（如激發(fā)態(tài)分子、自由基、載流子等）；探測光能量極弱，不會干擾樣品的激發(fā)態(tài)狀態(tài)，僅作為 “探針” 檢測樣品的吸收特性變化。

兩束光的時序控制是原理的核心，依靠光學延遲線實現(xiàn)。延遲線通過精確移動反射鏡調(diào)整探測光的光程，從而控制兩束光到達樣品的時間差。延遲時間可從 0 fs 連續(xù)掃描至微秒級，以此實現(xiàn)對激發(fā)后不同時刻樣品狀態(tài)的 “動態(tài)快照”。

當泵浦光和探測光共線聚焦于樣品后，探測器會分別記錄泵浦光開啟和關(guān)閉時探測光穿過樣品的光強。通過計算兩者的吸收差值（ΔA=A 泵浦 - A 無泵浦），得到瞬態(tài)吸收信號：ΔA＞0 代表瞬態(tài)物種的吸收，ΔA＜0 則對應(yīng)基態(tài)漂白或受激發(fā)射。

最后，通過同步掃描探測光的波長和延遲時間，系統(tǒng)會生成時間 - 波長二維瞬態(tài)吸收圖譜。研究人員可從圖譜中提取關(guān)鍵動力學參數(shù)，如激發(fā)態(tài)壽命、電荷轉(zhuǎn)移速率、中間產(chǎn)物的特征吸收峰等，進而解析物質(zhì)的超快光物理與光化學過程。

該原理的核心優(yōu)勢在于以飛秒級時間分辨率 “凍結(jié)” 超快反應(yīng)過程，為光催化、有機光電、生物光子學等領(lǐng)域的微觀機制研究提供直接依據(jù)。